放射性有机废液水泥固化配方优化及机理研究
批准号:
52070115
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
李俊峰
依托单位:
学科分类:
固废资源转化与安全处置
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
李俊峰
中文摘要
在铀矿冶、核科学研究和乏燃料后处理过程中都会产生主要成份为磷酸三丁脂和煤油组成的放射性有机废液,该类废液的处理是世界性难题。国家禁止放射性有机废液的运输,通过水泥固化将其转化成可以满足运输和处置要求的固化体是工程应用的最可行技术。但是有机废液和水泥的不相容性会导致固化体中有机废液包容量小,固化体强度低、有机废液容易浸出等缺陷。前期探索性研究表明将有机废液吸附和乳化可以显著提高固化效果,但有机废液在固化体中的存在状态、固化体中有机废液的浸出特性等工程应用关心的基础科学问题尚未能深入研究。本项目将通过微观结构分析,探索体系有机废液的包容机制和浸出过程,最终从理论上解释乳化后固化效果显著提高的机理。同时在理论指导下将对前期实验配方进行优化进一步提高有机废液的包容量和固化体性能,最终为废有机废液水泥固化技术在核设施的工程应用奠定理论基础和科学依据。
英文摘要
During the process of uranium mining, nuclear science researches and purified extraction of spent fuel reprocessing, a certain amount of radioactive organic waste liquid which mainly contains tributyl phosphate and sulfonated kerosene will be produced. Treatment of this type of waste is a worldwide problem. The transportation of radioactive liquid waste is forbidden,therefore, converting the waste liquid into solid form by cementation to meet the requirements of transportation and disposal is the most feasible technology for engineering applications. However, the incompatibility of organic waste water and cement leads to defects such as low loading of organic waste liquid, low solidification strength and high leaching rate. Early exploratory researches showed that the organic liquid waste could be effectively solidified after absorption and emulsification. However, there is still a lack of systematic research on the fundamental aspects of engineering applications such as the status of organic phase in cement and the leaching characters of the organic liquid. The mechanism of the solidification process and the leaching properties will be explored by microstructure analysis. The experimental phenomenon will also be explained. The primary cementation prescription will be optimized to increase the waste load and performance of the solid. The theoretical foundation and scientific base for application of radioactive organic waste cementation technology in nuclear facilities will be established.
放射性有机废液的处理和处置是困扰核工业发展的难题,乏燃料后处理过程中产生的煤油和磷酸三丁脂为主要成份的废有机溶剂和放射性测量过程中产生的废闪烁液是两类最难处理的放射性有机废液,亟需开发安全高效的处理方法。废闪烁液具有产生地点分散,数量较少的特点,因此水泥固化是经济和技术上最可行的方法。对于乏燃料后处理产生的较大量的有机废液,湿法氧化是将有机物无机化减少固化难度、增加废物的稳定性的有效方法之一,但其分解残液仍需要进一步水泥固化后才能满足最终处置要求。本项目针对这两类废液开展水泥固化方法研究,从采用吸附和乳化后固化两条技术路线对有机物的固化进行了全面的研究。.本项目取得了如下的创新性成果:.(1)全面系统的对放射性有机废液水泥固化过程中使用的水泥、添加剂和固化方法进行了总结,对国内外放射性有机废液水泥固化技术进展进行了分析,为我国放射性有机废液处理提供了技术参考。.(2)比较了硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥固化闪烁液和分解残液的性能,揭示了多种添加剂对硫铝酸盐水泥固化闪烁液性能的影响规律,建立了固化体性能与配方组分的模型。使用复合添加剂解决了硅酸盐和硫铝酸盐水泥固化分解残液过程中面临的难题,获得了性能指标显著优于直接固化的优化配方,揭示了固化体提高的核素滞留能力的内在机制。.(3)获得了优化的有机相水泥固化配方,其配比如下:570 g SAC、263 ml水、10 g沸石、15.7 g纳米二氧化硅、9.7 g减水剂和130 ml闪烁液。配方获得的固化体性能参数如下:流动度为285 mm,28天抗压强度为21.3 MPa,废闪烁液的质量包容量为13%。固化体经过浸泡、冻融和辐照实验后,强度损失均低于25%,浸出率满足GB 14569.1-2011的核素浸出率限值。.(4)编制了《医疗、工业、农业、研究和教学中产生的放射性废物管理》核安全导则,HAD 401/16-2023,将本项目所研究获得的成果用于指导我国放射性有机废物处理的实践。
碎石堆结构的自旋小行星及其脱落物质的演化机理研究
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批准号:12372047
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项目类别:面上项目
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资助金额:53万元
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批准年份:2023
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负责人:李俊峰
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依托单位:
基于深度学习的小行星探测器运动智能控制
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批准号:11872223
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项目类别:面上项目
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资助金额:65.0万元
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批准年份:2018
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负责人:李俊峰
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依托单位:
碎石堆小行星的不规则散体建模与N体动力学仿真研究
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批准号:11572166
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项目类别:面上项目
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资助金额:70.0万元
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批准年份:2015
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负责人:李俊峰
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依托单位:
放射性废树脂水泥固化体辐照稳定性研究
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批准号:21171104
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项目类别:面上项目
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资助金额:55.0万元
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批准年份:2011
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负责人:李俊峰
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依托单位:
深空探测中若干非线性动力学与控制问题
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批准号:10832004
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项目类别:重点项目
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资助金额:200.0万元
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批准年份:2008
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负责人:李俊峰
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依托单位:
含硼放射性废树脂的高效水泥固化技术及机理研究
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批准号:20701024
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:16.0万元
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批准年份:2007
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负责人:李俊峰
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依托单位:
绕天平动点的航天器编队飞行动力学与控制研究
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批准号:10672084
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项目类别:面上项目
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资助金额:30.0万元
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批准年份:2006
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负责人:李俊峰
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依托单位:
航天器复杂充液腔内液体晃动阻尼研究
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批准号:10172048
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项目类别:面上项目
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资助金额:24.0万元
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批准年份:2001
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负责人:李俊峰
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依托单位:
挠性充液航天器伸展动力学与控制研究
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批准号:19702011
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:10.0万元
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批准年份:1997
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负责人:李俊峰
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依托单位:
国内基金
海外基金